人教题型31 多档位问题-2020年中考物理倒计时冲刺32种题型全攻略.doc

专题31 多档位问题
▲ 知识点剖析
物理知识源于生活，又服务于生活，在学****焦耳定律以后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电热水器、电饭锅、电暖气等发热体的档位问题，也会遇到电吹风、豆浆机等既发热又做功的用电器的档位问题。
多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总 越大，P实越小，档位越低；R总越小，P实越大，档位越高。
高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小；
中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档；
低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。
电路图
（短路式）
（并联式）
（单刀双掷开关）
低温档
闭合S，两电阻串联，
闭合S，只有R2接入电路，
S1断开，S2接b，R1、R2串联，
中温档
只闭合S1，断开S2，只有R1接入电路，
高温档
闭合S、S0，只有R1接入电路，
S、S0均闭合，R1、R2并联，
S1闭合，S2接a，R1、R2并联，
原理
利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。
利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。
利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同档位的切换。
注意：并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法：
方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）；
方法二：根据公式求解较为方便。
▲ 考点分析
第一类考查：纯电阻电路中，对多档位的识别，对应档位的电流大小、放出热量、热功率、电阻阻值等的计算；
第二类考查：电热综合计算。纯电阻电路中，结合热学知识对比热容、温度变化量、加热物质质量、热效率等的计算；
第三类考查（拓展考查）：非纯电阻电路中，电流通过电动机做功、电动机做机械功、电动机线圈产生热量的计算，机械效率的计算。
▲ 技巧点拨
1.电阻的求解由单独接入一个电阻的档位对应的功率进行求解；
2.串并联电路中，，。
▲ 例题赏析
例1.如图所示是XX型“220V 1000W”电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝。当开关S接高温档时，电路的功率为1000W；当开关S接保温档时，电路的总功率为22W。求：
（1）电饭煲在高温档时，开关S应与哪个触点连接？
（2）电热丝R0和R的阻值分别为多大？
（3）当电饭煲在保温档时，实际电流多大？保温5 min，电热丝R0消耗的电能是多少？
【解答】解：（1）由P＝可知，在电压U一定时，电阻R越小，电功率越大，
由电路图可知，S应接2触点时，电路为R0的简单电路，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温档；
（2）电饭煲在高温挡时，电路为R0的简单电路，
由P＝可得，电热丝R0的阻值：
R0＝＝＝48.4Ω；
（3）由P＝UI可得，当电饭煲在保温时实际电流：
I＝＝＝0.1A，
保温5min，电热丝R0消耗的电能：
W0＝I2R0t＝（0.1A）2×48.4Ω×5×60s＝